211service.com
NASA:s nya Crew Escape System
I byggandet av en efterföljare till rymdfärjan har NASA gjort en komponent till en nödvändighet: ett system för att låta besättningen fly om en katastrof inträffar på uppskjutningsrampen eller under de första sekunderna av flygningen.
Säker evakuering: En produktionsmodell av NASA:s nya lanseringsavbrytningssystem.
Av denna anledning utvecklas ett helt nytt uppskjutningssystem för utforskningsfordonet Orion, som NASA planerar att skicka ut i rymden ombord på Ares-raketerna 2015. Båda är en del av NASA:s Konstellationsprogram att skicka människor till månen och så småningom till Mars.
Det nya utrymningssystemet skulle skilja besättningsmodulen från uppskjutningsraketen på en bråkdel av en sekund med en liten, kontrollerad explosion. Nästan samtidigt skulle en solid raketmotor avfyras, vilket ger en miljon pund dragkraft för att accelerera modulen från 0 till 600 miles per timme på 3,5 sekunder, vilket drar astronauterna till ett säkert avstånd innan modulens fallskärmar utplaceras.
Ett flyktsystem bedömdes som ett onödigt tillägg till rymdfärjan, som ursprungligen var designad för att flyga ofta och bära enorma nyttolaster som stora satelliter i omloppsbana. Det fanns så många säkerhetselement designade i skytteln, folk trodde att det säkraste var att bara se till att skytteln alltid kunde ta sig tillbaka till banan i händelse av motoravstängning, säger Jeffrey Hoffman , en föredetta astronaut och för närvarande professor i flygteknik och astronautik vid MIT. I efterhand skulle folk hålla med om att vi behöver ett flyktsystem.
Multimedia
Hur startavbrytningssystemet kommer att fungera.
Denna punkt bevisades tragiskt 1986, när rymdfärjan Utmanare bröt isär 73 sekunder under flygningen på grund av ett fel i en av dess solida raketboosters. Om besättningen hade ett lanseringsabortsystem kan det ha funnits en möjlighet för dem att fly, säger Henri Fuhrmann, programledare för det nya lanseringsabortsystemet kl. Orbital vetenskaper , ett flygbolag som har samarbetat med NASA för att designa och utveckla flyktsystemet. Rymdorganisationen har också samarbetat med Lockheed Martin , Aerojet , och Alliant Techsystems ( DATORANVÄNDNING ) på projektet.
Designen av det nya systemet är baserad på lanseringsflyktsystemet byggt för Apollo-kapseln; det har också likheter med Rysslands abortsystem på rymdfarkosten Soyuz. Det ryska systemet användes framgångsrikt 1983 när en bränslespill orsakade en brand på startrampen sekunder innan lyftet. Men NASA:s nya system kommer också att innehålla ny teknik, inklusive en motor för att styra besättningsmodulen och munstycken för att vända flödet av heta gaser. Systemet är det första i sitt slag, säger Kevin Rivers, projektledare på NASA Langley Research Center , i Hampton, VA. Till skillnad från sina föregångare kommer systemet att fungera på en höjd av upp till 91 440 meter under faser av flygningen när raketen är som mest mottaglig för fel.
Eld i berget: Abortmotorn för det nya lanseringsavbrytningssystemet testades framgångsrikt i oktober 2008.
Det kommer att vara möjligt för ett avbrottskommando att initieras av besättningen, av markkontrollpersonal eller av flygdatorn. När besättningsmodulen och startavbrottstornet, som sitter ovanpå modulen, har lossats från raketen, kommer en andra motor att styra fordonet till en säker orientering. Om de aktiveras på startrampen kommer besättningsmodulen och aborttornet att flyga en mil upp i luften och tre mil nedåt i förhållande till raketen; under uppstigning skulle dessa avstånd variera beroende på flygförhållandena. När fordonet är orienterat så att värmeskölden är vänd framåt, avfyrar en tredje motor för att separera uppskjutningsavbrottstornet från besättningsmodulen, fallskärmar utplaceras och kapseln stänker säkert ner i havet för återhämtning.
Avbrytningsmotorn, den första motorn att tända, har en unik design: dess fyra munstycken vänder flödet av de heta gaserna som den producerar bort från besättningsmodulen. Den andra motorn, som är placerad högst upp i tornet och används för att styra och styra fordonet, är den mest komplexa och består av åtta små propeller som eldar differentiellt för att rikta nosen på lanseringsavbrottssystemet i den riktning som är bestämt det säkraste.
Apollo använde ett enkelt system som var passivt styrt som en stor pil, säger NASAs Rivers. Men på grund av massegenskaperna hos det [nya systemet] ansågs användningen av ett passivt system vara aerodynamiskt instabilt, säger David McGowan, chefsingenjör på Langley. Utan attitydkontroll skulle fordonet bara välta.
Styrpropellerna är ganska fantastiska, säger Scott Uebelhart , en postdoktor vid MIT som studerar mänsklig rymdfärd. Och ingen har testat en ny raketmotor som denna på nästan 40 år. Det är ett stort steg framåt.
Förra veckan testade NASA ett alternativt uppskjutningsavbrottssystem som kallas max lanseringsavbrottssystemet, som är baserat på några av de ursprungliga koncepten som studerats för Constellation Program. Testet visade en stabil bana, omorientering och separation av besättningsmodulen från abortsystemet, och fallskärmsåterställning av besättningsmodulsimulatorn, men den var mestadels designad för att samla in data. Det behövde inte följa samma kriterier som det nyare systemet. Det var bara ett snabbt försök och vändning för forskning, säger Rivers.
Lanseringsavbrytningssystemet för Orion kommer att genomgå sitt första flygtest senare i år och flera tester till innan det är klart för lansering 2015.
Vi vet att vi bygger ett system som kommer att rädda liv, säger Fuhrmann. Det är något som vi hoppas att vi aldrig behöver använda, men om det krävs måste det fungera felfritt.